книги / Прикладная математика, механика и процессы управления.-1
.pdfИНФОРМАЦИОННАЯ ПОДДЕРЖКА СИСТЕМЫ КОМПЛЕКСНОГО ОЦЕНИВАНИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ ОБУЧЕНИЯ В МАГИСТРАТУРЕ
А.А. Овчинников
Пермский национальный исследовательский политехнический университет, Пермь
Предметом исследования выступают модели комплексного оценивания уровня сформированности компетенций в процессе обучения в вузе. Цель данной работы – разработка математического и программного обеспечения системы оценивания результатов образования студентов, позволяющей оценить уровень сформированности компетенций студента на любом этапе освоения образовательной программы вуза. Методы исследования основаны на теории системного анализа, теории комплексного оценивания и теории управления в социально-технических системах. Разработанные модели и алгоритм комплексного оценивания, а также прототип автоматизированной информационной системы оценивания результатов образования апробированы
впроцессе контроля уровня сформированности компетенций студентов на ряде магистерских программ ПНИПУ.
На современном этапе развития высшего профессионального образования возникает необходимость системного оценивания компетенций студентов с целью выявления характера продвижения обучающихся в своем последовательном развитии при освоении образовательной программы (ОП).
Компетенция выпускника состоит из нескольких компонентов, под которыми понимается триада ЗУВ: знания, умения, владения – логичный переход от традиционной ЗУНовской (знания, умения, навыки) образовательной модели
всторону практиконаправленности современного обучения. В рамках разработанной методики в качестве условных единиц измерения уровня освоения компетенции предлагается
51
использовать трудоемкости, затрачиваемые на освоение подразделов ООП.
Принимается гипотеза о нелинейности и непрерывности процесса усвоения полезной информации, и для каждой дисциплины учебного плана вид этой нелинейности различный, что задается так называемой «кривой научения» [1], предоставляемой экспертом, в качестве которого может выступать опытный преподаватель вуза, ответственный за ту или иную дисциплину образовательной программы. «Кривые научения» делятся на два типа: экспоненциальные и логистические.
В ходе исследований была разработана автоматизированная информационная система (АИС), позволяющая оценить уровень освоения образовательной программы студентом в рамках компетентностного подхода. Для реализации АИС был использован паттерн проектирования MVC [3–4] с единым удаленным хранилищем данных. В качестве системы управления базами данных была выбрана PostgreSQL, программный код написан на языке C# [5], для связи объектной модели АИС и модели базы данных была использована ORM-технология NHibernate. Разработанная система дает возможность ввода и хранения всей необходимой информации, а также является средством контроля освоения образовательной программы в течение всего процесса обучения.
В рамках разработанной системы возможна оценка уровней сформированности отдельных компетенций, их дисциплинарных частей и компонентов, групп компетенций, а также уровень освоения образовательной программы в целом. Также существует возможность отследить ход освоения компетенции каждым студентом на протяжении всего процесса обучения и получить уровень сформированности компетенции в любой момент времени.
Разработаны математические модели описания нелинейных процессов накопления знаний, умений, владений в рамках формирования заявленных компетенций выпускника вуза. Разрабо-
52
тан прототип автоматизированной информационной системы оценивания системы образования, предоставляющий возможность оценивать результаты образования в ходе всего процесса обучения в вузе. Результаты исследований внедрены в учебный процесс подготовки студентов по направлению 27.04.04 – «Управление в технических системах».
Список литературы
1. Новиков Д.А. Закономерности итеративного научения. – М.: Изд-во Ин-та проблем управления РАН, 1998. – 77 с.
2.Новиков А.М. Процесс и методы формирования трудовых умений: профпедагогика. – М.: Высшая школа, 1986. – 288 с.
3.Гамма Э., Хелм Р., Джонсон Р., Влиссидес Дж. Приемы объектно-ориентированного проектирования. Паттерны проектирования. – СПб.: Питер, 2001.
4.Тепляков С.В. Паттерны проектирования на платформе
.NET. – СПб.: Питер, 2015.
5.Язык программирования C#. Классика ComputersScience /
А. Хейлсберг, М. Торгерсен, С. Вилтамут, П. Голд. – 4-е изд. – СПб.: Питер, 2012.
ИНФОРМАЦИОННАЯ СИСТЕМА «ПРОВЕРКА ЗНАНИЙ»
А.А. Каменских, И.Н. Давыдкин
Пермский национальный исследовательский политехнический университет, Пермь
Развитие различных сфер человеческой деятельности на современном этапе невозможно без широкого применения вычислительной техники и создания информационных систем различного направления. Обработка информации в подобных системах стала самостоятельным научно-техническим направлением.
53
В связи с этим одной из актуальных тем исследования в области информационных систем и технологий является создание информационных систем «Проверки знаний» для любых периодических проверок, начиная от электробезопасности на заводе до ежегодных проверок остаточных знаний студентов вузов.
Для успешной реализации проекта необходимо: качественное описание функций и пользователей системы, продуманная архитектура информационной системы и связи между ее компонентами, полные и непротиворечивые функциональные и информационные модели*.
Врамках работы создана упрощенная модель информационной системы «Проверка знаний» на примере одного цеха предприятия Пермского края, в котором необходимо проводить ежегодную проверку знаний сотрудников. Для реализации информационной системы было принято решение написать соответствующее программное обеспечение с использованием базы данных сотрудников.
Врамках работы был выполнен полный предпроектный анализ области исследования. На основе результатов предпроектного исследования в качестве среды программирования была выбрана Borland Delphi 7, так как она предоставляет наиболее
широкие возможности для программирования приложений ОС Windows. А в качестве системы управления базами данных была выбрана MS Access, которая входит в стандартный набор программ MS Office и используется на предприятии.
В рамках работы был создан программный продукт. При этом в процессе тестирования был выделен рад особенностей:
• по требованию заказчика формирование отчетов о сотрудниках, которым необходимо пройти проверку знаний, происходит автоматическипризапуске приложения;
* Томашевский В.М. Моделирование систем. – М.: Изд-во БИУ, 2005. – 173 с.
54
•благодаря политике разграничения прав пользования приложения стоит защита сохранности базы данных от несанкционированного добавления/изменения/удаления данных;
•всплывающие окна помогают пользователю приложения заполнить все необходимые поля в правильной форме;
•защита от ввода недопустимых символов позволяет предотвратить внесение ложных данных в базу данных.
ИНФОРМАЦИОННАЯ СИСТЕМА ПОДДЕРЖКИ ОЦЕНИВАНИЯ ИННОВАЦИОННЫХ ПРОЕКТОВ
Д.А. Истомин
Пермский национальный исследовательский политехнический университет, Пермь
Современные промышленные предприятия функционируют в высококонкурентной рыночной среде. Конъюнктура рынка, в частности, объемы продаж, уровни спроса и предложений, динамика производства и потребления, постоянно меняются. Для того чтобы предприятию оставаться конкурентоспособным и преуспевать, ему требуется планомерное развитие – разработка и внедрение современных технологий, позволяющих, например, удешевить производство, увеличить номенклатуру продукции, улучшить потребительские характеристики выпускаемой продукции. Разработка и внедрение таких технологий – наукоемкая высокорискованная затратная по времени и ресурсам деятельность. Описанная проблема на предприятиях зачастую решается путем непрерывной реализации внутренних инновационных проектов.
Для реализации данной задачи на предприятиях создаются производственные центры, реализующие инновационную деятельность посредством управления значительным перечнем инновационных проектов. Данные производственные центры формируют оценки, применимые к каждому инновационному про-
55
екту, и на их основе принимают решение о финансировании и времени внедрения новых технологий.
Существуют экономические модели, укрупненно описывающие денежные потоки внутри предприятий с созданным фондом развития производства [1]. Данные модели математически формализованы и качественно исследованы [2]. Однако исследований в области управления пакетами инновационных проектов, их методик ранжирования, их динамического влияния на основные производственные фонды недостаточно.
Работа посвящена созданию способов ранжирования инновационных проектов, а также созданию информационной системы, позволяющей моделировать работу предприятия в рамках заданных приоритетов развития и меняющейся конъюнктуры рынка. В качестве основных результатов исследования стоит отметить:
1)разработанную имитационную модель промышленного предприятия. Предложено решение задачи выбора инновационных проектов, которые позволили бы предприятию развиваться
втребуемом направлении. Для решения данной задачи был обозначен комплексный критерий оптимизации, представляющий собой совокупность частных критериев оптимальности инновационного проекта. Предложено решение, использующее аппарат нечетких множеств [3];
2)созданную архитектуру информационной системы, в том числе модели хранения данных. Разработанная архитектура позволяет менять топологию моделируемого предприятия без изменения логики процесса моделирования. В качестве сохраняемых данных выступают данные об инновационных проектах, запусках и результатах моделирования;
3)разработанный прототип информационной системы. Прототип разработан с использованием веб-технологий. Реализованы основные компоненты имитационной системы: классы, позволяющие описать предметную область; модуль исполнения модели, логгирования. Для реализации был использован стек
56
открытых технологий, который позволяет осуществлять запуск системы на множестве операционных систем. Для хранения данных использовано реляционное хранилище.
Данная информационная система в дальнейшем может быть доработана и внедрена в эксплуатацию. Внедрение может существенно повысить качество управленческих решений в области управления множеством инновационных проектов. Работа может быть продолжена в направлении исследования и реализаций моделей оценивания устойчивости стратегического развития промышленного предприятия.
Список литературы
1.БагриновскийК.А. Модели и методы экономическойкибернетики. – М.: Экономика, 1973. – Гл. 1.
2.Симонов П.М. Экономико-математическое моделирование: учеб. пособие: в 2 ч. / Пермь. гос. ун-т. – Пермь, 2009. –
Ч. 1. – 338 с.
3.Перегудов Ф.И., Тарасенко Ф.П. Введение в системный анализ. – М.: Высшая школа, 1989. – 360 с.
ИНФОРМАЦИОННАЯ СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ДОРОЖНО-ТРАНСПОРТНЫМ ДВИЖЕНИЕМ
А.А. Каменских, И.Н. Давыдова
Пермский национальный исследовательский политехнический университет, Пермь
В современном мире остро стоит задача автоматизированного регулирования дорожного движения с использованием информационных технологий. С каждым годом уровень автомобилизации населения растет, увеличивается транспортный поток, темпы дорожного строительства не соответствуют требованиям реальности, все это ведет к снижению уровня безопасности на
57
дороге и требует незамедлительного принятия мер по организации и управлению дорожно-транспортной системой.
Одним из эффективных методов управления сложными системами является метод моделирования. Таким образом, актуальным вопросом является создание IT-модели транспортной системы, позволяющей отображать процессы взаимодействия элементов системы, близкие к реальности, оценивать штатные и внештатные ситуации, связанные с управлением дорожнотранспортным потоком.
В рамках предпроектного исследования был проведен анализ действующих транспортных моделей [1,2 и др.] в различных городах, в процессе которого были выявлены:
•достоинства и недостатки уже существующих систем;
•технические требования и возможности;
•требуемые ресурсы.
По результатам анализа были определены необходимые для разрабатываемой информационной системы характеристики; выявлены пользователи, их обязанности и полномочия; рассмотрены различные подходы к разработке транспортной системы. На основе анализа было принято использовать выбранное направление: проектируемая информационная система должна быть геоинформационной; ориентированной на решение крупномасштабных задач, а также на поддержку принятия решений; автоматизированной и направленной на групповое использование; должна быть спроектирована на основе эталонной модели информационно-управляющих систем.
Таким образом, выполнив предпроектное исследование в данной области, выявлены основные направления развития рассматриваемой IT-модели транспортной системы.
Список литературы
1.Zeiler M. Modeling our World // ESRI Press. – 1999. – 199 p.
2.Гасникова А.В. Введение в математическое моделирование транспортных потоков. – М.: Изд-во МЦНМО, 2013. – 26 с.
58
ИНФОРМАЦИОННАЯ СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ИНТЕРАКТИВНЫМИ ПРЕЗЕНТАЦИЯМИ
В.О. Забара, П.В. Максимов
Пермский национальный исследовательский политехнический университет, Пермь
Как известно, выступления перед аудиторией зачастую сопровождаются проведением презентаций. Эти выступления могут преследовать различные цели, в том числе и образовательные. При этом замечено, что и докладчики, и аудитория при этом сталкиваются с некоторыми проблемами.
Докладчик ввиду лимита времени не может донести до зрителей информацию в полной мере. В этом случае он предоставляет ссылки на источники с дополнительными материалами. Однако в таких источниках зачастую содержится излишняя информация.
Если докладчику необходимо получить обратную связь от аудитории, то он прибегает к использованию бумажных анкет или тестов. Это приводит к дополнительным трудозатратам при подготовке к выступлению. В случае же с большой аудиторией от такого приема вообще приходится отказаться.
Зачастую зрители презентаций ведут конспект выступления. Если он написан на бумажном носителе, то приходится дублировать содержание слайда. Также в него редко удается добавить материалы самой презентации, например графику. Фотографировать слайды удобно лишь качественной камерой и при удобном освещении.
Решением этих проблем может стать предоставление лекторам возможности создавать презентации с тестовыми заданиями, а также с дополнительными слайдами, которые закрепляются за одним или несколькими основными слайдами.
При этом зрителям нужно предоставить возможность управлять контентом презентации независимо от текущего хода лекции – просматривать дополнительные слайды, возвращаться
59
к пройденным, добавлять заметки, закладки, сохранять презентацию на своем устройстве вместе с заметками и закладками.
Вкачестве воплощения таких решений планируется сделать информационную систему управления интерактивными презентациями.
Внастоящее время реализованная система позволяет:
•транслировать переключение слайдов для аудитории;
•переключать устройство, с которого ведется презентация;
•переключаться между слайдами независимо от текущего хода лекции;
•добавлять заметки к слайдам.
При реализации системы используется среда ASP.NET MVC для создания веб-приложения, которое отвечает за онлайнтрансляцию презентации. Графический интерфейс создан при помощи HTML, CSS, Java Script. Следует отметить, что большая часть функционала требует передачи информации без перезагрузки страницы. Для реализации такой цели используется набор библиотек SignalR.
В ближайшее время в систему планируется добавление следующего функционала:
•авторизация;
•получение обратной связи от аудитории в виде тестов/опросов;
•формирование документов на основе полученной обратной связи;
•сохранение презентации с заметками и закладками на устройстве.
Список литературы
1.Пахомов Б.И. C# для начинающих. – СПб.: БХВ-
Петербург, 2014. – 432 с.
2.Гвоздева Т.В., Баллод Б.А. Проектирование информационных систем: учеб. пособие. – Ростов н/Д: Феникс, 2009. – 508 с.
60